DE102012107020A1

DE102012107020A1 - Radialelastische Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle zu einer Ausgangswelle

Info

Publication number: DE102012107020A1
Application number: DE201210107020
Authority: DE
Inventors: Georg von Tardy-Tuch; Achim Schulz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2012-08-01
Filing date: 2012-08-01
Publication date: 2014-02-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine radialelastische Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle (4) zu einer Ausgangswelle (6) mit einem ersten Flanschelement (8) für die Eingangswelle (4) und einem zweiten Flanschelement (10) für die Ausgangswelle (6), die über eine Steganordnung (14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 42) mit zumindest teilweise elastisch ausgeführten Stegorganen (14, 16, 18, 20) miteinander verbunden sind, wobei das erste und zweite Flanschelement (8, 10) und die Steganordnung (14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 42) einstückig ausgeführt sind, wobei die Steganordnung (14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 42) ein erstes Rahmenelement (12) aus biegeelastischen ersten Stegorganen (14, 16, 18, 20) aufweist, das über im Wesentlichen steif ausgeführte, in Querrichtung verlaufende zweite und dritte Rahmenelemente (22, 24) mit dem ersten und zweiten Flanschelement (6, 8) verbunden ist, wobei das zweite Rahmenelement (6) in Bezug auf das dritte Rahmenelement (8) um 90° gedreht ausgerichtet ist und wobei das zweite und dritte Rahmenelement ausgerichtet ist und wobei das zweite und dritte Rahmenelement (6, 8) jeweils mittig auf die betreffenden Stegorgane (14, 16, 18, 20) angreifen.

Description

Die Erfindung betrifft eine radialelastische Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle zu einer Ausgangswelle mit einem ersten Flanschelement für die Eingangswelle und einem zweiten Flanschelement für die Ausgangswelle, die über eine Steganordnung mit zumindest teilweise elastisch ausgeführten Stegorganen miteinander verbunden sind.
Derartige radialelastische Wellenkupplungen, die im Wesentlichen einen größeren oder geringeren radialen Versatz der Ausgangswelle in Bezug auf die Eingangswelle ausgleichen sollen, sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie werden beispielsweise insbesondere im Bereich der Drehmomentübertragung von einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine zur Eingangswelle eines nachfolgenden Getriebes eingesetzt. So ist beispielsweise auch aus der DE 10 2010 004 773 A1 eine radialelastische Kupplung bekannt, die im Wesentlichen elastisch ausgeführte Streben aufweist und die über zumindest teilweise drehelastisch ausgeführte Flanschelemente mit der betreffenden Eingangs- und Ausgangswelle gekoppelt sind. Derartige Wellenkupplungen weisen zunächst den Nachteil auf, dass sie aus zu vielen zu montierenden Einzelteilen bestehen, was den Montageprozess aufwendig und damit teuer macht. Zudem liegen aufgrund der Drehelastizität relativ hohe Schwankungen bei den Rückstellkräften vor.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine radialelastische Wellenkupplung bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile vermeidet.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass das erste und zweite Flanschelement und die Steganordnung einstückig ausgeführt sind, wobei die Steganordnung ein erstes Rahmenelement aus biegeelastischen ersten Stegorganen aufweist, das über im Wesentlichen steif ausgeführte, in Querrichtung verlaufende zweite und dritte Rahmenelemente mit dem ersten und zweiten Flanschelement verbunden ist, wobei das zweite Rahmenelement in Bezug auf das dritte Rahmenelement um 90° gedreht ausgerichtet ist und wobei das zweite und dritte Rahmenelement jeweils mittig auf die betreffenden Stegorgane angreifen. Auf diese Weise wird eine einfach zu montierende Wellenkupplung geschaffen, die wirksam einen Radialversatz ausgleicht. Aufgrund der einteiligen Lösung ist die Wellenkupplung spielfrei, was zu sehr geringen Schwankungen bei den Rückstellkräften führt. Eine besonders einfach herzustellende radialelastische Wellenkupplung zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Stegorgane Blattfederelemente sind. Auch ist es vorteilhaft, wenn das erste Rahmenelement quadratisch ausgeführt ist.
In besonders vorteilhafter Weise weisen die zweiten und dritten Rahmenelemente V-förmige, zweite Stegorgane auf, die fußseitig mittig auf das betreffende erste Stegorgan angreifen. Auf diese Weise wird eine optimale Krafteinleitung in die ersten Stegorgane in X- bzw. Y-Richtung gewährleistet, wodurch ein möglicher radialer Versatz auf besonders einfache Weise auszugleichen ist.
In besonders vorteilhafter Weise können das erste und das zweite Flanschelement über ein Zwischenstück miteinander gekoppelt sein, wobei das Zwischenstück über dritte Stegorgane mit dem ersten Rahmenelement verbunden ist, derart, dass die dritten Stegorgane auf die Verbindungspunkte zweier erster Stegorgane angreifen.
Um im Falle eines Brechens eines ersten Stegorganes einen mechanischen Durchtrieb sicherzustellen (Fail-Safe-Funktion) können Sicherungselemente jeweils zwischen dem zweiten und dritten Rahmenelement und dem Zwischenstück vorgesehen sein.
In besonders vorteilhafter Weise sind das erste und das zweite Flanschelement kraft- und/oder formschlüssig mit der Eingangs- und der Ausgangswelle verbunden. Hier sind jegliche formschlüssige Wellen-Naben-Verbindungen wie auch Presspassungen möglich.
In vorteilhafter Weise sind das erste und zweite Flanschelement jeweils integraler Bestandteil des zweiten und dritten Rahmenelementes.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert, hierbei zeigt die einzige Figur eine schematische perspektivische Ansicht einer radialelastischen Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle zu einer Ausgangswelle.
Die einzige Figur zeigt in einer perspektivischen Ansicht eine radialelastische Wellenkupplung 2 zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle 4 zu einer Ausgangswelle 6. Die einstückige radialelastische Wellenkupplung 2 besteht im Wesentlichen aus einem ersten Flanschelement 8 und einem zweiten Flanschelement 10. Das erste Flanschelement 8 dient der drehfesten Verbindung mit der Eingangswelle 4 und das zweite Flanschelement 10 dient der drehfesten Verbindung mit der Ausgangswelle 6. Hierbei kann sowohl eine Presspassung als auch eine formschlüssige Wellen-Naben-Verbindung eingesetzt werden.
Die radialelastische Wellenkupplung 2 weist des Weiteren ein quadratisches erstes Rahmenelement 12 auf, das aus vier ersten Stegorganen 14, 16, 18, 20 besteht. Diese vier Stegorgane 14, 16, 18, 20 sind zugsteife Blattfederelemente.
Das erste und zweite Flanschelement 8, 10 sind jeweils integraler Bestandteil von in Querrichtung verlaufenden zweiten und dritten Rahmenelementen 22, 24. Fügt man die radialelastische Wellenkupplung 2 in ein Koordinatensystem ein, so verläuft das zweite Rahmenelement 22 in X-Richtung und das dritte Rahmenelement 24 in Y-Richtung. Das zweite Rahmenelement 22 weist hierbei neben dem ersten Flanschelement 8 zwei V-förmig ausgebildete zweite Stegorgane 26, 28 auf und das dritte Rahmenelement weist neben dem zweiten Flanschelement 10 V-förmige zweite Stegorgane 30, 32 auf. Sämtliche zweite Stegorgane 26, 28, 30, 32 greifen über ihre Fußpunkte auf die jeweiligen ersten Stegorgane 16, 20, 14, 18 an. Es sollte deutlich sein, dass nach einer passenden Ausrichtung der radialelastischen Wellenkupplung 2 bei der Montage jeglicher Radialversatz zwischen der Eingangswelle 4 und der Ausgangswelle 6 im X-Y-Koordinatensystem möglich ist.
Des Weiteren ist zwischen dem ersten Flanschelement 8 und dem zweiten Flanschelement 10 ein Zwischenstück 34 vorgesehen, das über dritte Stegorgane 36, 38, 40, 42 mit dem ersten Rahmenelement 12 derart verbunden ist, dass die dritten Stegorgane 36, 38, 40, 42 auf die Verbindungspunkte zweier erster Stegorgane 14, 16, 18, 20 angreifen. Hierdurch wirken das Zwischenstück 34 und die zugehörigen dritten Stegorgane 36, 38, 40, 42 als sogenanntes Aufspannelement für das erste Rahmenelement 12.
Lediglich beispielhaft ist ein Sicherungselement 44 dargestellt, das von zur Eingangswelle 4 gerichteten Seite des zweiten Flanschelementes 10 sich zum Zwischenstück 34 erstreckt und zwischen zwei Ansatzstücken 46, 48 gelagert ist. Im Falle des Bruches des ersten Stegorgan 14 ist auf diese Weise ein mechanischer Durchtrieb gewährleistet, da das Sicherungselement 44 in Drehrichtung auf das Ansatzstück 46 oder 48 angreift.
Es sollte deutlich sein, dass die radialelastische Wellenkupplung 2 symmetrische ausgeführt ist, wobei lediglich das zweite Rahmenelement 22 gegenüber dem dritten Rahmenelementes 24 um 90° gedreht angeordnet ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010004773 A1 [0002]

Claims

Radialelastische Wellenkupplung zur Drehmomentübertragung von einer Eingangswelle (4) zu einer Ausgangswelle (6) mit einem ersten Flanschelement (8) für die Eingangswelle (4) und einem zweiten Flanschelement (10) für die Ausgangswelle (6), die über eine Steganordnung (14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 42) mit zumindest teilweise elastisch ausgeführten Stegorganen (14, 16, 18, 20) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Flanschelement (8, 10) und die Steganordnung (14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 42) einstückig ausgeführt sind, wobei die Steganordnung (14, 16, 18, 20, 26, 28, 30, 32, 36, 38, 40, 42) ein erstes Rahmenelement (12) aus biegeelastischen ersten Stegorganen (14, 16, 18, 20) aufweist, das über im Wesentlichen steif ausgeführte, in Querrichtung verlaufende zweite und dritte Rahmenelemente (22, 24) mit dem ersten und zweiten Flanschelement (6, 8) verbunden ist, wobei das zweite Rahmenelement (6) in Bezug auf das dritte Rahmenelement (8) um 90° gedreht ausgerichtet ist und wobei das zweite und dritte Rahmenelement ausgerichtet ist und wobei das zweite und dritte Rahmenelement (6, 8) jeweils mittig auf die betreffenden Stegorgane (14, 16, 18, 20) angreifen.
Radialelastische Wellenkupplung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Stegorgane (14, 16, 18, 20) Blattfederelemente sind.
Radialelastische Wellenkupplung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Rahmenelement (12) quadratisch ausgeführt ist.
Radialelastische Wellenkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und das zweite Flanschelement (6, 8) über ein Zwischenstück (34) miteinander gekoppelt sind, wobei das Zwischenstück (34) über dritte Stegorgane (36, 38, 40, 42) mit dem ersten Rahmenelement (12) verbunden ist, derart, dass die dritten Stegorgane (36, 38, 40, 42) auf die Verbindungspunkte zweier erster Stegorgane (14, 16, 18, 20) angreifen.
Radialelastische Wellenkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Sicherungselemente (44, 46, 48) jeweils zwischen dem zweiten und dritten Rahmenelement (22, 24) und dem Zwischenstück (34) vorgesehen sind.
Radialelastische Wellenkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Flanschelement (6, 8) kraft- und/oder formschlüssig mit der Eingangs- und der Ausgangswelle (4, 6) verbunden sind.
Radialelastische Wellenkupplung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Flanschelement (6, 8) jeweils integraler Bestandteil des zweiten und dritten Rahmenelementes (22, 24) sind.